开云体育股份有限公司-PDC钻头牙轮钻头金刚石取芯钻头厂家

　　当前位置:首页专利查询中国石油大学北京专利正文

　　本发明专利技术为一种复合冲击钻井工具，包括中部外壳体，其上端固定连接有上短节，一连接管向上穿过上短节与一上外壳体固定连接；中部外壳体底部挂设有钻头座；连接管内壁固定导流座，导流座内壁套设筒状换向器，导流座外壁套设筒状摆锤；在筒状摆锤外侧滑动套设一筒状冲锤；在中部外壳体下腔内设有一冲击筒；筒状换向器和筒状摆锤均伸入冲击筒内部。本发明专利技术的复合冲击钻井工具，其轴向冲击是由质量较大的轴向筒状冲锤高速撞击形成，是一种机械冲击，能有效的将冲击载荷传递到钻头处，冲击载荷足以直接破岩；且该钻具的周向冲击和轴向冲击是由一个筒状换向器进行控制，两种冲击载荷频率相等，破岩效率更高。

　　本专利技术是关于石油开发领域中一种井下钻具，尤其涉及一种复合冲击钻井工具。

　　石油钻井工程中，机械钻速的提高是永恒的目标。目前石油钻进方式是通过钻杆带动钻头转动，通过钻头对岩石进行剪切、冲击等，实现岩石的破碎。破碎的岩石通过钻井液被携带出地面。整个钻进过程为钻头被钻柱提供的静压力压在岩石上端，而通过钻柱传递到钻头处的扭矩驱动钻头转动，驱动方式包括转盘、顶驱及井下动力钻具提供。钻头是整个钻井过程中最重要的一部分，直接关系到破岩的效率。PDC钻头是目前使用较多、效果较好的钻头，其主要是通过对岩石的剪切来实现破岩。影响PDC钻头破岩效率的参数主要包括钻压和扭矩，钻压是影响PDC钻头切削刃吃入岩石深度的主要参数，而吃入深度可以理解为单圈切削岩石的体积，钻压越大，切削刃吃入岩石的深度越大，机械钻速越高；扭矩是影响切削效率的参数，扭矩越高，剪切力越大，切削岩石越顺畅，钻头转动波动越小。一般认为PDC钻头适合钻中软及较软的地层，不适合硬质地层的钻进，在钻硬质地层时，容易出现：1)钻头的转动波动较大，粘滑振动较为严重；2)钻头吃入深度不够，机械钻速较低。以上是限制PDC钻头在硬质地层中使用

　　一种复合冲击钻井工具，其特征在于：该复合冲击钻井工具包括一上下贯通的中部外壳体，中部外壳体的内壁设有向内凸设的第一环形凸台，第一环形凸台将中部外壳体内腔分为上腔和下腔；该中部外壳体上端固定连接有上短节，一阶梯状连接管的小端向上穿过上短节的中心孔，并与一上下贯通的上外壳体下端固定连接；该中部外壳体底部挂设有钻头座；阶梯状连接管的内壁固定连接一上下贯通的导流座，导流座内壁套设有一筒状换向器，筒状换向器顶端止挡于导流座内壁的第一凸缘；导流座外壁套设有一筒状摆锤，筒状摆锤顶端止挡于导流座外壁的第二凸缘；筒状换向器和筒状摆锤均向下穿过中部外壳体的第一环形凸台延伸至中部外壳体的下腔，第一环形凸台与筒状摆锤

　　1.一种复合冲击钻井工具，其特征在于：该复合冲击钻井工具包括一上下贯通的中部外壳体，中部外壳体的内壁设有向内凸设的第一环形凸台，第一环形凸台将中部外壳体内腔分为上腔和下腔；该中部外壳体上端固定连接有上短节，一阶梯状连接管的小端向上穿过上短节的中心孔，并与一上下贯通的上外壳体下端固定连接；该中部外壳体底部挂设有钻头座；阶梯状连接管的内壁固定连接一上下贯通的导流座，导流座内壁套设有一筒状换向器，筒状换向器顶端止挡于导流座内壁的第一凸缘；导流座外壁套设有一筒状摆锤，筒状摆锤顶端止挡于导流座外壁的第二凸缘；筒状换向器和筒状摆锤均向下穿过中部外壳体的第一环形凸台延伸至中部外壳体的下腔，第一环形凸台与筒状摆锤的外壁密封滑动接触；在筒状摆锤外侧且位于中部外壳体上腔内，上下滑动地套设一筒状冲锤，筒状冲锤的内壁向内凸设有第二环形凸台，第二环形凸台密封滑设于筒状摆锤外壁上，筒状冲锤的外壁与中部外壳体的内壁密封滑动接触，第二环形凸台上方和下方分别形成第一环形腔和第二环形腔；在中部外壳体下腔内设有一冲击筒，冲击筒的底座上设有上下贯通的通孔；通孔的上段卡设有一中空的喷嘴支撑座，通孔的下段构成与钻头座连接的多边形孔；筒状换向器和筒状摆锤均伸入冲击筒内部，筒状换向器的底端抵靠在喷嘴支撑座外壁的卡缘上；筒状摆锤的底端抵靠在冲击筒底座的上表面。2.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述中部外壳体底部固定设有一悬挂短节，所述钻头座的上部向上穿过悬挂短节并连接一防落鱼，该防落鱼能挂设在悬挂短节的顶部。3.如权利要求2所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：钻头座外壁与悬挂短节内壁为花键连接；防落鱼是由两个对称的半圆环对接构成的一圆环结构。4.如权利要求3所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：钻头座上部外壁设有卡缘，卡缘卡设在防落鱼上表面中的环形卡槽上。5.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述冲击筒内壁上呈十字交叉地对称设有轴向延伸至底座上表面的一对第一扇形槽和一对第二扇形槽，所述第一扇形槽的扇形角度大于第二扇形槽的扇形角度；喷嘴支撑座下部侧壁环设有多个贯通其侧壁的透孔，所述第二扇形槽底端设有与喷嘴支撑座侧壁的透孔连通的连通槽；位于第一扇形槽与第二扇形槽之间的冲击筒外壁上分别设有一导流槽，四个导流槽轴向向下延伸接近冲击体底部，各导流槽中设有贯通冲击筒筒壁的导流孔；四个导流槽中其中一对对称分布的导流槽为第一导流槽，另一对对称分布的导流槽为第二导流槽；冲击筒的顶部固定设有一端盖，所述端盖上设有中心孔，筒状摆锤密封穿过该中心孔，所述端盖的侧壁周向设有四个与所述导流槽对应导通的...